氣候變化對水文水資源的影響分析

王磊 范亞楠

摘要；前世界各地關注的重要問題之一是氣候變化問題，其中導致氣候變化的原因比較多，本文筆者依據近些年的工作經驗分析了氣候變化對水文水資源的影響。

關鍵詞：氣候變化；水文水資源；影響

中圖分類號：P46文獻標識碼： A

引言

IPCC第五次氣候變化評估報告指出：過去半個多世紀以來，全球幾乎所有地區都經歷了升溫過程，變暖最快的區域為北半球中緯度地區。報告指出全球氣候變化是由自然影響因素和人為影響因素共同作用形成的，人類活動極有可能是20世紀中期以來全球氣候變暖的主要原因，可能性在95%以上。全球氣溫的持續上升加速了全球水循環，加劇了極端水文事件發生，導致全球不同尺度水資源的重新分配。全球氣候變化對水系統影響一直是IPCC和其他一些國際組織(如AIACC項目組)及科研機構的重要研究內容。

1、幾年氣候變化對水文水資源系統影響的研究進展

從20世紀七八十年代開始，國際水文界開始高度重視氣候變化對水文水資源系統的影響，并逐漸開展研究。美國國家研究協會（UNSA）在1977年就氣候變化是否影響供水系統進行了討論研究。1985年，世界氣象組織（WMO）也相繼出版了氣候變化對水文水資源影響的相關報告，其中介紹了一些相關的檢驗和評價方法。在此之后，WMO又繼續進行了水文水資源系統對氣候變化影響的相關研究，并出版了水文水資源研究報告。聯合國環境規劃署（UNEP）為了加快研究的步伐，和世界氣象組織聯合，共同研究氣候變化，并對氣候變化進行專門的科學評估。每隔一段時間進行總結，提出最新的科研成果，并發布令全世界都信服的數據研究分析報告。20世紀90年代以來，更多的國家組織在逐漸關注氣候變化對水文水資源的影響。1990年，在《氣候變化與美國水資源》一書中較為全面的介紹了氣候變化對水文水資源影響的研究方法，研究內容及研究成果。維也納在1991年承辦舉行了第20屆國際大地測量與國際地理聯合（IUGG）大會，研究水文方面的科研小組就土壤-大氣之間的相互作用展開了研究與探討。1993年，日本也加入了對水文水資源的研究，并開展了全球能量水分循環試驗（GEWEX），這一試驗的開展說明了環境變化對水文水資源的影響已成為全球研究的熱點。

2、氣候變化對水文水資源研究方法的影響分析

我國關于氣候變化對水文水資源影響的研究是相對較早的，結合我國的地形、氣候和水系分布特征，我國學者和相關領域的專家研究的主要方向集中在氣候變化對流域水量平衡、區域可供水量與需水量、旱澇頻率、農業灌溉水量及給水系統可靠性、恢復性、脆弱性、供水水質等影響方面。

氣候變化已影響到全世界各個國家的水文水資源，當然中國也不例外。氣候的變化引起了人們的高度重視，尤其是對全球變暖的重視。隨著近幾年全球變暖的擴展，氣候變化對我國水文水資源的影響應經展露無疑。首先，我國的降水分布與強度受到氣候變化影響很大。西部地區的降水量呈現逐年增加的趨勢，而西南部地區降水量則在逐漸減少，東部降水量極不平衡，每年變化較大。華北中部、華北北部以及東北的東部地區降水量則呈現逐年下降的趨勢。各個地區降水頻率也極不平衡，西部增加，而華南地區在減少。值得引起注意的是，降水量的增多，并不代表可利用的水資源在增多。因為在全球變暖的環境下，受太陽熱量蒸發的水資源也在增多，河流滲透量也逐年增多。其次，我國冰川面積受氣候影響在逐年減少，直接導致我國河流徑流也在不斷減少。再加上環境污染，使得河流受到嚴重影響，溫度的增加使得河流中污染物分解加快，我國水資源的質量受到嚴重威脅。

3、氣候變化對水文水資源影響的研究方法

3.1、氣候變化現象的生成技術

氣候變化因為在部分區域復雜和不確定的特點，對水文和陸地表面過程的參數的定量過于簡化，相關研究人員無法對區域氣候變化進行準確預測，未來氣候變化的預測值未必準確，只是一種可能出現的結構，被稱為現象。氣候變化現象的具體內容是以一系列科學假設為基礎，合理描述未來氣候狀態時間，空間分布情況。

3.2、水文模型作用

氣候變化的標準可以通過對水文模型的選擇和使用來決定，相關工作人員要從多個方面對水文水資源受到影響進行分析，比如水文模型內部的精確程度，模型能夠達到的通用行和使用率。預算氣候變化系統在區域水文水資源的影響，并依據分布性、概念性水文模型進行分析。從陸地降雨開始，經過蒸發、下滲和產流等方式到出口斷面形成的徑流的模型，是概念性水文模型的工作理念，并且這個模型的建立基礎是確保水量平衡。以水文現象的物理過程作為基礎，對氣候變化和徑流情況的因果關系和區域水資源在氣候條件中的作用進行研究，是分布型水文模型的概念。這些方式把流域劃分成多個模擬區域，并在每個區域上用一些數據對該區域的具體情況進行表達，所以能夠很好的作用于流域水文模型。

3.3、氣候變化對我國水文水資源影響的展望

在氣候變化對水文水資源影響研究中應確定一個指導思想，而氣候系統觀念正是這一指導思想，在研究中，不僅要研究水文過程與氣候模型的相互作用，更重要的是要考慮人為因素的影響。解決認知方面的問題，一定要列入科學家研究對象之中。另外，目前的研究主要集中在氣候變化對河流徑流的影響，未來的研究應加強氣候變化對土壤水分、農業灌溉用水、航運及旅游業這些方面的重視。

3.4、在長時間的研究中，工作人員發現氣候變化系統和水文循環系統能夠彼此獨立運作，采用氣候模式和水文模型單向運作的方法，靜態的運作過程會形成某種統計意義上的平衡。然后研究氣候變化在水文水資源中的影響，這是一種被動的反響型模式，并沒有將氣候變化和水文水資源的雙向交互影響考慮進去，所以與實際情況有一定差距。另外大氣模式研究中，水文變化過程和空間排列情況，僅運用了部分參數進行代替，區域水循環動力機制和反饋作用的資源較少，所以，工作人員改進目前氣候模型和水文模型中的參數指定方案和物理描述過程，并提高兩者的時空分辨率和模擬精確度。

全球變暖已成為不可逆轉的現狀，氣候變化對水資源管理的影響更加突出，因此根據氣候變化，進一步合理開發和利用水資源已成為一項重要的任務。隨著我國人口的增加，經濟的發展和城市化進程的加快，我國水資源形勢將更為嚴峻，以水資源緊張、水污染嚴重和洪澇災害為特征的水危機已經成為我國可持續發展的重要制約因素，成為實現新時期經濟社會發展目標具有基礎性、全局性和戰略性的重大問題。降水、氣溫等氣象要素的變化引起了徑流的變化，但是徑流對降雨、氣溫變化的響應并不是呈現簡單的線性關系。全球氣候變化使得地表潛熱增加，蒸散發增強，高溫熱浪及干旱事件頻次增加、范圍擴大，更是在一定程度上加劇了區域干旱。同時，隨著全球氣候變暖，空氣溫度也將提高。而空氣溫度又與流域息息相關，因此將大大的降低了河水對污染物的分解能力，這就在一定程度上降低了水文水資源的質量，為人們的生產生活帶到不利的影響。氣候變暖對人們生產生活的影響是方方面面。

4、結語

氣候系統的觀念應該作為氣候變化對水文水資源影響研究中的指導思想，不但要結合水文過程和氣候模型的相互作用，還要對人為造成的因素進行考慮，所以科學發展的必然趨勢是氣候模型與水文模型的單向連接被陸地～大氣～海洋耦合模型取代，并使兩者之間的時空尺度的模擬精度和轉化有所提高，尋找適合不同尺度流域的預測方式。

參考文獻

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